專(zhuān)利名稱(chēng)：利用氨氣代替氨水中和除鐵生產(chǎn)電解金屬錳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電解金屬錳技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及其化合浸出工序用氨氣中和除鐵生產(chǎn)
電解金屬錳的方法。 在電解金屬錳的生產(chǎn)工藝中，目前主要有以下幾種方法，一種是以氧化錳礦為原 料，經(jīng)焙燒還原，再經(jīng)酸浸，深度凈化制取純凈的錳鹽溶液，用于電解生產(chǎn)，得到高純度的電 解金屬錳；另一種是以碳酸錳礦為原料，再經(jīng)酸浸，氧化除鐵和深度凈化處理得到純凈的錳 鹽溶液，用于電解，得到高純度的電解金屬錳，其次是以含錳廢料等為原料，經(jīng)酸浸，氧化除 鐵，和深度凈化得到純凈的錳鹽溶液，用于電解，得到高純電解金屬錳。 目前我公司生產(chǎn)電解金屬錳的生產(chǎn)是使用碳酸錳礦為主要原料，經(jīng)浸出、化合、凈 化、電解、后處理等工序得到產(chǎn)品。在浸出化合工序中向反應(yīng)器內(nèi)加入足以使物料反應(yīng)的陽(yáng) 極液，然后加入硫酸，之后加入碳酸錳礦和二氧化錳礦，投料過(guò)程中通入蒸氣加熱，溫度控 制在70-75t:，浸出過(guò)程攪拌2-2. 5小時(shí)，其中硫酸、碳酸錳礦和二氧化錳礦的量按下式計(jì) 算 總礦量=(38g/l_陽(yáng)極液中Mn2+) *陽(yáng)極液體積/1000/碳酸錳礦與氧化錳礦的平 均EMn含量/收率 ……(1) 兩礦重量比(二氧化錳礦碳酸錳礦)=0. 2-0. 3。 ……(2) 硫酸加入量=(總礦量*酸礦比_陽(yáng)極液體積*陽(yáng)極液含H+/1000)/硫酸品位 式中38是目標(biāo)錳含量，酸礦比(硫酸量總礦量)0.4-0.6。 碳酸錳礦品位11-17%，]\^2+ :8-13%， E Fe :ll_13%，CaO+MgO :5_7%，二氧化錳礦 品位45-48%， Mn4+ :38-45%， E Fe :7-9%， CaO+MgO :11_14%，硫酸濃度92. 5%或98%。
在化合過(guò)程中，一般選用氨水做中和劑除鐵，而采用氨水中和除鐵有如下弊端一 是增加了工人沖制氨水的時(shí)間，增加了勞動(dòng)量；二是由于我公司電解錳廠氨水調(diào)配罐設(shè)備 條件有限，而現(xiàn)在所用氨水量又較大，所以很顯然在氨水使用的連續(xù)性上不能完全保證，給 料液的周轉(zhuǎn)速度上造成一定程序的影響；三是如果浸出反應(yīng)階段殘酸控制要求稍高，那么 就需要大量的氨水進(jìn)行中和，會(huì)造成系統(tǒng)內(nèi)的氨膨脹，給生產(chǎn)帶來(lái)許多不利因素；四是充制 氨水時(shí)每罐中和所帶入的工業(yè)水約4噸左右，每天生產(chǎn)3—一5罐，就會(huì)帶入12-20噸工業(yè) 水，會(huì)造成系統(tǒng)水不平衡問(wèn)題；五是采用氨水進(jìn)行中和時(shí)，由于氨水管路出口并未安裝在反 應(yīng)料液之中，那么加入過(guò)程中氨水流入料液之中，而一部分氨氣就會(huì)通過(guò)風(fēng)機(jī)而外排到廠 房外，對(duì)環(huán)保造成了 一定程度的不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決氨水中和存在的弊端，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，探索出用氨氣代替氨水進(jìn)行中和
除鐵生產(chǎn)電解金屬錳的方法。
背景技術(shù)：
該發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的。 利用氨氣代替氨水中和除鐵生產(chǎn)電解金屬錳的方法，它包括浸出、中和、凈化、電 解、后處理等工序，在浸出化合工序中向反應(yīng)器內(nèi)加入足以使物料反應(yīng)的陽(yáng)極液，化驗(yàn)分 析陽(yáng)極液的成分，然后加入硫酸，之后加入碳酸錳礦和二氧化錳礦，投料過(guò)程中通入蒸氣加 熱，溫度控制在70-75°C ，浸出過(guò)程攪拌2-2. 5小時(shí)，其特殊之處是當(dāng)料液中Fe2+《0. 00lg/ 1時(shí)向料液內(nèi)部通入氨氣，直到料液ra值達(dá)到6. 26. 8時(shí)停止供氨氣。 為了使氨氣和酸液充分反應(yīng)，不擴(kuò)散到液面外污染環(huán)境，氨氣管道的出口安裝在
反應(yīng)料液面之下2-4米處，氨氣的壓力小于0. 5兆帕。 在氨氣管道上安裝轉(zhuǎn)子流量計(jì)以便測(cè)量氨氣的通入量。 本發(fā)明與背景技術(shù)的區(qū)別是中和的方式不同，背景技術(shù)采用的是液氨沖制成氨水 后進(jìn)行中和，而發(fā)明是直接采用氨氣直接通入料液內(nèi)部進(jìn)行中和，以便氨氣與料液充分反應(yīng)。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn) 由于采用氨氣代替氨水中和操作，減少了局部過(guò)堿而損失錳量，消除了沖制氨水 時(shí)帶入的大量工業(yè)水，這樣不僅節(jié)約用水，節(jié)省了人工沖制氨水的時(shí)間，減輕了工人的勞動(dòng) 量，，而且有效地控制了系統(tǒng)水平衡，避免了水膨脹問(wèn)題。由于帶入的氨量不高于氨水，因此 不能造成系統(tǒng)內(nèi)的氨膨脹。由于氨氣管路出口安裝到反應(yīng)料液面之下2-4米處，避免了在 沖制氨水和采用氨水中和時(shí)所導(dǎo)致的氨氣外溢污染環(huán)境的問(wèn)題
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1、利用氨氣代替氨水中和除鐵生產(chǎn)電解金屬錳的方法，其步驟如下
(1)、在浸出階段先向浸出罐內(nèi)注入170Ml日極液，攪拌10分鐘后，分析MrAH+，設(shè) 陽(yáng)極液含量Mn" :14g/L， H+ :35g/L， (NH4)2S04 :110g/L。 (2)、根據(jù)陽(yáng)極液含量、按公式(1) 、 (2)和(3)計(jì)算出需要投入的硫酸及礦粉重量， 這里兩礦重量比(二氧化錳礦碳酸錳礦)0. 2，酸礦比(總酸量總礦量)0. 4，結(jié)果計(jì)算 出硫酸4. 76噸(濃度98% )，碳酸錳礦22. 12噸(E Mnl5%， E Fe6. 4% ) ， 二氧化錳礦 4. 424噸(E Mn48%， E Fe6. 0% ) (3)、從硫酸計(jì)量罐向化合罐中加入經(jīng)計(jì)算所需硫酸，此時(shí)要求操作人員注意硫酸 的加入量，準(zhǔn)確、快速，專(zhuān)人負(fù)責(zé)看管加酸量。 (4)、將浸出所需的全部礦粉通過(guò)噸袋或料盅用天車(chē)吊至二樓，利用二樓磅秤對(duì)其 稱(chēng)量后再運(yùn)至罐口，按照投入量將其投入罐中，此時(shí)要精力集中注意罐內(nèi)反應(yīng)情況調(diào)整加 料速度防止冒槽。 (5)、投料過(guò)程中可開(kāi)加蒸汽進(jìn)口閥門(mén)，通過(guò)蒸汽給罐內(nèi)料液加熱，及時(shí)測(cè)量料液 溫度，保證料液反應(yīng)溫度控制在70-75°C。 (6)、繼續(xù)攪拌2 2. 5小時(shí)，然后取樣送快速化驗(yàn)室分析錳、硫酸銨、硫酸、亞鐵 含量，如達(dá)到工藝要求亞鐵含量(Fe2+《0. 001g/l)后，立即進(jìn)行中和操作，采用通入氨氣 的方法中和，先打開(kāi)氨氣管道閥門(mén)，檢查管道上氨壓力表壓力是多少，氨氣管道壓力必須小 于0. 5兆帕，然后緩慢開(kāi)啟流量計(jì)上游閥門(mén)至全開(kāi)，接著用流量計(jì)下游的調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量，
這時(shí)就可以用氨氣中和，加氨氣過(guò)程中多次檢測(cè)罐內(nèi)料液的ra值，當(dāng)料液ra值達(dá)到6.2 6. 8(試紙測(cè)量)，應(yīng)先緩慢關(guān)閉流量計(jì)上游閥門(mén)，然后再關(guān)閉流量計(jì)下游的流量調(diào)節(jié)閥門(mén)， 再關(guān)閉氨氣管道閥門(mén)。完畢后關(guān)閉液氨罐出口閥門(mén)。 (7)、加完氨氣后攪拌0. 5小時(shí)，取樣分析錳、硫酸銨、全鐵含量、ra值，若全鐵合 格且其它分析元素達(dá)到要求后《0. 001g/l、PH :6. 2 6. 8 (試紙測(cè)量)，即可打開(kāi)化合罐底 溜閥，通過(guò)溜槽將料液放進(jìn)緩沖池中，準(zhǔn)備壓濾操作。 (8)、壓濾完畢后根據(jù)料液體積按300g/m3的SDD(要求> 92%，游離堿《0. 5%， ra值7.5-11.5)和300ml/n^的(NH4)2S(要求硫化銨含量(以硫計(jì))>8.0%、鐵含量 《0. 0010^、Na+含量《0. 030% )的量用水稀釋后緩慢加入到料液中；攪拌20 30分鐘、 停攪拌靜止20分鐘后取樣送快速化驗(yàn)室分析Co、Ni、Zn含量，Co、Ni、Zn有一項(xiàng)《0. 002g/ 1，其余兩項(xiàng)《0. OOlg/1后可將其進(jìn)行壓濾，濾液打入高位液池中靜止。合格液錳濃度 32 42g/l ;硫酸銨濃度75 125g/l ;PH值6. 2-6. 8(試紙);E Fe《0. 001g/L ;Co、Ni、 Zn有一項(xiàng)《0. 002g/l，其余兩項(xiàng)《0. 001g/l)。
(9)、經(jīng)過(guò)電解車(chē)間進(jìn)行電解得到合格電解金屬錳。 實(shí)例2 :利用氨氣代替氨水中和除鐵生產(chǎn)電解金屬錳的方法，其步驟如下 (1)、在浸出階段先向浸出罐內(nèi)注入170M3陽(yáng)極液，攪拌10分鐘后，分析Mn"、H+，設(shè)
陽(yáng)極液含量Mn" :14g/L， H+ :35g/L， (NH4)2S04 :110g/L (2)、根據(jù)陽(yáng)極液含量、按公式(1) 、 (2)和(3)計(jì)算出需要投入的硫酸及礦粉重量， 這里兩礦重量比(二氧化錳礦碳酸錳礦)O. 25，酸礦比(總酸量總礦量)O. 5，結(jié)果計(jì)算 出硫酸6. 78噸(濃度98% )，碳酸錳礦20. 152噸(E Mnl5%， E Fe6. 4% ) ， 二氧化錳礦 5. 038噸(E Mn48%， E Fe6. 0% )
以下工序與例l相同。 實(shí)例3 :利用氨氣代替氨水中和除鐵生產(chǎn)電解金屬錳的方法，其步驟如下 (1)、在浸出階段先向浸出罐內(nèi)注入170M3陽(yáng)極液，攪拌10分鐘后，分析Mn"、H+，設(shè)
陽(yáng)極液含量Mn" :14g/L， H+ :35g/L， (NH4)2S04 :110g/L (2)、根據(jù)陽(yáng)極液含量按公式(1) 、 (2)和(3)計(jì)算出需要投入的硫酸及礦粉重量， 這里兩礦重量比按(二氧化錳礦碳酸錳礦)0. 3，酸礦比按(總酸量總礦量)0. 6計(jì)算， 結(jié)果硫酸8. 41噸(濃度98% )，碳酸錳礦18. 19噸(E Mnl5%， E Fe6. 4% ) ， 二氧化錳礦 5. 457噸(E Mn48%， E Fe6. 0% )。
以下工序與例l相同。
權(quán)利要求
利用氨氣代替氨水中和除鐵生產(chǎn)電解金屬錳的方法，它包括浸出、中和、凈化、電解、后處理等工序，在浸出化合工序中向反應(yīng)器內(nèi)加入足以使物料反應(yīng)的陽(yáng)極液，化驗(yàn)分析陽(yáng)極液的成分，然后加入硫酸，之后加入碳酸錳礦和二氧化錳礦，投料過(guò)程中通入蒸氣加熱，溫度控制在70-75℃，浸出過(guò)程攪拌2-2.5小時(shí)，其特征是當(dāng)料液中Fe2+≤0.001g/l時(shí)向料液內(nèi)部通入氨氣，直到料液PH值達(dá)到6.2-6.8時(shí)停止供氨氣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的利用氨氣代替氨水中和除鐵生產(chǎn)電解金屬錳的方法，其特征 是氨氣管道的出口安裝在反應(yīng)料液面之下2-4米處，氨氣的壓力小于0. 5兆帕。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所說(shuō)的利用氨氣代替氨水中和除鐵生產(chǎn)電解金屬錳的方法，其 特征是在氨氣管道上安裝轉(zhuǎn)子流量計(jì)。
全文摘要
利用氨氣代替氨水中和除鐵生產(chǎn)電解金屬錳的方法，它包括浸出化合、凈化、電解、后處理等工序，在浸出化合工序中向反應(yīng)器內(nèi)加足以使物料反應(yīng)的陽(yáng)極液，然后加入硫酸，之后加入碳酸錳礦和二氧化錳礦，投料過(guò)程中通入蒸氣加熱，溫度控制在70-75℃，浸出過(guò)程攪拌2-2.5小時(shí)，其特殊之處是當(dāng)fe2+≤0.001g/l時(shí)向料液內(nèi)部通入氨氣，直到料液pH值達(dá)到6.2-6.8時(shí)停止供氣。由于采用氨氣代替氨水中和操作，消除了沖制氨水時(shí)帶入的大量工業(yè)水，這樣不僅節(jié)約用水，節(jié)省沖制氨水的時(shí)間和工作量，而且有效地控制了系統(tǒng)水平衡，避免了水膨脹問(wèn)題。由于氨氣管路出口安裝到反應(yīng)料液面之下2-4米處，避免了在沖制氨水和采用氨水中和時(shí)所導(dǎo)致的氨氣外溢污染環(huán)境的問(wèn)題。
文檔編號(hào)C25C1/06GK101709482SQ20091022027
公開(kāi)日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者于曉玲, 崔傳海, 張玉馳, 李昆鵬, 王云來(lái), 王文, 田凱, 陳悅, 齊牧 申請(qǐng)人:中信錦州鐵合金股份有限公司